5 Minuten
Didėjantis saulės aktyvumas: kas pasikeitė
Saulė, ilgą laiką laikyta pastovia ir prognozuojama žvaigžde, rodo sistemingus aktyvumo didėjimo požymius, ko mokslininkai nesitikėjo. Oficiali prognozė, paskelbta pasibaigus 24-ąjam saulės ciklui 2019 m., numatė panašiai ramų 25-ąjį saulės ciklą. Šias prognozes paneigė stebėjimai: 25-asis ciklas pasirodė aktyvesnis nei tikėtasi, o daugiadešimčių metų duomenų išsami peržiūra rodo, kad nuo maždaug 2008 m. palaipsniui stiprėja saulės vėjas ir su juo susiję parametrai.
NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) mokslininkai, ištyrę ilgalaikius heliosferinius duomenis, praneša apie nuoseklų daugelio saulės vėjo savybių — įskaitant greitį, tankį, temperatūrą, terminį slėgį, masės srautą, impulsą, energiją ir magnetinio lauko stiprumą — didėjimą. Šios tendencijos rodo Saulės išspinduliavimo augimą, kurio negalima visiškai paaiškinti vien gerai žinomu ~11 metų saulės dėmių ciklu.
Saulės ciklo pagrindai ir istorinė perspektyva
Saulės ciklas, paprastai trunkantis apie 11 metų nuo minimumo iki maksimumo, lemia saulės dėmių, žybsnių ir koronalinių masių išmetimų (CME) svyravimus. Per saulės maksimumą saulės dėmių skaičius padidėja ir Saulės globalinė magnetinė polarizacija apsiverčia. Saulės dėmių įrašai siekia šimtmečius ir parodo tiek reguliarius ciklus, tiek ilgesnius nenormalius laikotarpius: Maunderio minimumas (maždaug 1645–1715) ir Daltono minimumas (apie 1790–1830) yra ilgo žemo aktyvumo pavyzdžiai, kurių priežastys vis dar neišaiškintos.
Grafikas, rodantis saulės dėmių aktyvumą nuo 1750 m.
Net ir turint išsamius saulės dėmių katalogus, ilgalaikę Saulės elgseną prognozuoti yra sudėtinga, nes daug kas Saulės viduje lieka nepasiekiama tiesioginiams stebėjimams. Saulės ciklai 22 ir 23 (prasidėję 1986 ir 1996 m.) pagal saulės dėmių skaičių buvo įprasti, tačiau matavimai atskleidė saulės vėjo slėgio mažėjimą per tuos ciklus, dėl ko kai kurie tyrėjai įspėjo apie galimą ilgesnį mažo aktyvumo laikotarpį. Vietoje to, 24-asis ciklas (prasidėjęs apie 2008 m.) buvo silpnas tradiciniais saulės dėmių rodikliais, tačiau pagrindiniai saulės vėjo parametrai, matuojantys Saulės heliosferinį poveikį, nuo to laiko kyla.
Matuoklės, interpretacijos ir pasekmės
Tyrėjai, analizuojantys erdvėlaivių įrašus — įskaitant Žemės artumo monitorius ir duomenis iš misijų, tokių kaip NASA Solar Dynamics Observatory, Parker Solar Probe ir ESA/NASA Solar Orbiter — aptiko nuoseklų daugelio heliosferinių diagnostikų augimą. Toks kelių parametrų kilimas rodo, kad Saulės elgsenos pokytis nėra stebėjimo klaida, o tikras heliosferos būklės pasikeitimas.
Šie rezultatai dera su mintimi, kad saulės kintamumą vertėtų nagrinėti 22 metų Hale ciklo kontekste, kuris apjungia du iš eilės einančius 11 metų saulės dėmių ciklus į pilną magnetinės polarizacijos ciklą. Yra tam tikrų požymių, kad Hale ciklas gali būti dominuojantis laiko mastelis Saulės magnetizmui, todėl atrodantys nukrypimai nuo 11 metų modelio gali atspindėti ilgesnio, 22 metų magnetinio proceso įtaką.
Ką stipresnis saulės vėjas reiškia Žemei ir kosmoso veiklai? Didesnis saulės vėjo impulsas ir stipresni magnetinio lauko laukai gali prisidėti prie dažnesnių arba energingesnių erdvės oro reiškinių: stipresni geomagnetiniai audros, aurorų pasirodymas žemesniame platumyje, padidėjęs trinties poveikis Žemės žemoje orbitoje esantiems palydovams bei pavojai elektros tinklams ir radijo ryšiui didelių CME ir žybsnių metu. Vis dėlto dabartinis saulės vėjo slėgis vis dar yra mažesnis nei pradžioje XX a. užfiksuotos vertės, todėl svarbus kontekstas ir niuansai: kylanti tendencija nereiškia automatiškai ekstremalių sąlygų.
Ekspertų įžvalga
"Nustebina ne tai, kad Saulė gali keistis — ji visuomet keičiasi — bet kad keli nepriklausomi matavimai rodo pastovų pakilimą nuo 2008 m.", sako heliophizikos tyrėjas, turintis patirties analizuojant erdvėlaivių duomenis. "Tai pabrėžia poreikį plėsti rodiklių rinkinį, kuriuo vertiname saulės aktyvumą, neapsiribojant vien saulės dėmių skaičiumi."
Ką mokslininkai darys toliau
Tyrėjai pabrėžia nuolatinio stebėjimo ir tarp-misijų kalibracijos svarbą. Ilgalaikių žemės stebėjimų derinimas su in situ erdvėlaivių matavimais suteikia pilnesnį vaizdą apie Saulės dinamiką. Misijos, tokios kaip Parker Solar Probe ir Solar Orbiter, teikia naujas, artimas saulės vėjo pagreičio srities ir koronos struktūros nuotraukas, tuo tarpu Žemės artumo observatorijos (pavyzdžiui, NOAA Space Weather Prediction Center ir NASA Heliophysics Division) toliau stebi erdvės oro rodiklius, kurie tiesiogiai veikia technologines sistemas.
Platesnė šios pastarosios analizės išvada yra metodologinė: pasikliovimas vien saulės dėmių skaičiumi gresia praleisti palaipsninius Saulės išmetimų pokyčius, kurie daro įtaką heliosferai kitais būdais. Saulės matavimų katalogo išplėtimas ir modelių gerinimas, siejančių vidinius magnetinius procesus su stebimais heliosferiniais efektais, bus esminiai prognozuojant būsimą erdvės orą ir suprantant ilgalaikę Saulės elgseną.
Išvada
Naujausios analizės rodo matomą daugelio saulės vėjo parametrų augimą nuo maždaug 2008 m., kas prieštarauja lūkesčiams, kad Saulė po silpno 24-ojo ciklo išliks ypač rami. Nors 25-asis ciklas buvo aktyvesnis nei prognozuota, tyrėjai įspėja, kad Saulės ateities būklės prognozavimas reikalauja tolesnio daugelio instrumentų stebėjimo ir geresnio magnetinių ciklų, tokių kaip Hale ciklas, supratimo. Tendencija pabrėžia, kad saulės dėmių skaičius yra tik viena sudėtingos galvosūkio dalis; visų Saulės ir heliosferinių kintamųjų stebėjimas yra būtinas siekiant numatyti erdvės oro poveikį Žemei ir orbitoje esančiai technologijai.
Quelle: sciencealert
Kommentar hinterlassen